[Linux字符驱动] DIDO 74HC595实现遥控遥信功能

项目中经常会使用YK和YX功能，DI操作，简单来说就是外部输入高电平，软件检测信号就为1；外部信号输入低电平，软件检测信号就为0；依据这样的设计，我们来看一下字符驱动该如何完成。

下面介绍一种有IO控制和74HC595扩展控制DO的混合YK；

为什么要加74HC595芯片？

1、CPU的关键不够用

2、锁存作用，595是一种移位的锁存器，就是CPU程序复位后，锁存外部的状态不发送变化；比如：外部接触器断开时序有要求；

字符驱动的模型还是套用gpio系统；

1、模块的入口函数

module_init(at91_dido_init);
module_exit(at91_dido_cleanup);


MODULE_DESCRIPTION ("AT91 dido DRIVER"); 
MODULE_VERSION(DRV_VERSION);
MODULE_AUTHOR ("Jack"); 
MODULE_LICENSE ("GPL");

2、创建init和cleanup函数
定义初始化信息, 定义YK YX控制的结构体

struct dido_pin
{
 ulong DI_YX[MAX_YX_NUMBER];/*PA0~PA7*//*PE8~PE10*/
 ulong pin_shcp;  //shift register clock input
 ulong pin_stcp;  //storage register clock input
 ulong pin_ds;   //serial data input
};

struct St_dido
{
 dev_t dev_major;
 char di_stat[MAX_YK_NUMBER];
 char do_stat[MAX_YK_NUMBER];//目前为一一对应关系
 struct dido_pin Dido_pin;
 atomic_t open_count;
 struct mutex dido_mudex;//互斥锁
 struct cdev dido_dev;//
 struct class *dido_class;
 struct device *dido_device;
};

3、注册及注销驱动流程
定义YX对应的硬件管脚和595控制管脚

static int __init at91_dido_init(void)
{ 
 int retval = -1;
 int inum = 0;
 dev_t dev_id;
 
 // 分配一个结构
 pdido = (struct St_dido *)kzalloc(sizeof (struct St_dido),GFP_KERNEL);
 if(!pdido)
 {
  printk("%s:kzalloc failded from:%s\n", __func__,DIDO_DETECT_NAME);
  return -ENOMEM;
 }

 //init low dido pin
 for( inum=0; inum < 6; inum ++ )
 {
  pdido->Dido_pin.DI_YX[inum] = AT91_PIN_PE0+inum;
 }

 pdido->Dido_pin.DI_YX[6]  = AT91_PIN_PC16;
 pdido->Dido_pin.DI_YX[7]  = AT91_PIN_PC21;

 pdido->Dido_pin.pin_shcp  = AT91_PIN_PD28;
 pdido->Dido_pin.pin_stcp  = AT91_PIN_PD31;
 pdido->Dido_pin.pin_ds   = AT91_PIN_PD19;
 
 //printk("dido_pin:green:%d\n",pwdt->wdg_pin);
 mutex_init(&(pdido->dido_mudex));
 //pwdt->open_count = ATOMIC_INIT(0);//初始化为0

 //分配主设备号
 if (dido_major) {
  dev_id = MKDEV(dido_major, 0);
  retval = register_chrdev_region(dev_id, MAX_DIDO_NB,
      DIDO_DETECT_NAME);
 } else {
  retval = alloc_chrdev_region(&dev_id, 0, MAX_DIDO_NB,
          DIDO_DETECT_NAME);
  dido_major = MAJOR(dev_id);
 }
 if(retval<0)
 {
  printk("dido: register error!\n");
  goto error_malloc;
 }
 else
  printk("dido:dido_major:%d\n",dido_major); 

 cdev_init(&(pdido->dido_dev), &at91_dido_fops);
 retval = cdev_add(&(pdido->dido_dev), dev_id,MAX_DIDO_NB);
 if(retval<0)
 {
  printk("dido:cdev_add faidido!!!\n");
  goto error_reg;
 }

 //创建类
 pdido->dido_class = class_create(THIS_MODULE,DIDO_DETECT_NAME);
 if(!pdido->dido_class)
 {
  printk("dido:class_create error!\n");
  goto error_cdev;
 }

 pdido->dido_device= device_create(pdido->dido_class, NULL,
       MKDEV(dido_major, 0),
       NULL, DIDO_DETECT_NAME);
 if(!pdido->dido_device)
 {
  printk("dido:device_create error!\n");
  goto error_class;
 }

 for(inum=0; inum<MAX_YX_NUMBER;inum++)
 {
  pdido->di_stat[inum] = 1;
  pdido->do_stat[inum] = 0;
 }

 return 0;

error_class:
 class_destroy(pdido->dido_class);
error_cdev:
 cdev_del(&(pdido->dido_dev));
error_reg:
 unregister_chrdev_region(dev_id,MAX_DIDO_NB);
error_malloc:
 kfree(pdido);
  
 return retval;
} 

static void __exit at91_dido_cleanup(void)
{ 
 int inum = 0;
 dev_t dev_id;

 dev_id = MKDEV(dido_major,0);
 if(pdido->dido_device)
 {
  device_destroy(pdido->dido_class,MKDEV(dido_major, 0));
 }
 if(pdido->dido_class)
 {
  class_destroy(pdido->dido_class);
 }
 // del cdev
 cdev_del(&(pdido->dido_dev));
 if(dido_major)
 {
  unregister_chrdev_region(dev_id,MAX_DIDO_NB);
 }
 //mutex destory
 mutex_destroy(&pdido->dido_mudex);

 for(inum=0;inum<MAX_YX_NUMBER;inum++)
 {
  pdido->di_stat[inum] = 1;
  pdido->do_stat[inum] = 0;
 }

 //释放内存
 kfree(pdido);
 
 printk("dido:mod is cleanup.\n"); 
} 

4、595驱动

static int set_74hc595_shiftreg( struct St_dido *pdido, unsigned char index, int data )
{
 int i = 0;
 int tmpdata = 0;

 //获取原DO值同步到变量中
 for ( i = 0; i < 8; i ++ )
 {
  if ( pdido->do_stat[i] )
  {
   tmpdata |= (0x01 << i);
  }
  else
  {
   tmpdata &= ~(0x01 << i);
  }
 }

 printk(" tmpdata=0x%x\n",tmpdata);
 //操作移位寄存器
 for ( i = 0; i < 8; i ++ ) 
 {

  if ( (tmpdata & 0x80) == 0x80 )
  {
   gpio_set_value(pdido->Dido_pin.pin_ds, 1);
  }
  else
  {
   gpio_set_value(pdido->Dido_pin.pin_ds, 0);
  }

  tmpdata = tmpdata << 1;
  gpio_set_value(pdido->Dido_pin.pin_shcp, 0);
  ndelay(200);

  gpio_set_value(pdido->Dido_pin.pin_shcp, 1);
  ndelay(200);
 }


 gpio_set_value(pdido->Dido_pin.pin_stcp, 0);
 ndelay(200);
 gpio_set_value(pdido->Dido_pin.pin_stcp, 1);
 ndelay(200);



 return 0;
}

5、驱动的操作方法

static struct file_operations at91_dido_fops={ 
 .owner      = THIS_MODULE, 
 .llseek     = NULL,
 .read       = NULL,
 .write      = NULL,
 .unlocked_ioctl      = at91_dido_ioctl, 
 .open       = at91_dido_open, 
 .release    = at91_dido_close,
};

6、控制方法实现函数

static long at91_dido_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long args)
{ 
    int ret = 0;
 int didex = 0;
 char stat_buff[22]={0};
 unsigned char do_index = 0xff;
 struct St_dido*pdido;
 pdido = (struct St_dido *)filp->private_data;
 
 //检查命令的有效性
  if ((_IOC_TYPE(cmd) != DIDO_MAGIC_NB) || (_IOC_NR(cmd) > DIDOE_IOC_MAXNR))
  {
   printk("%s:CMD error\n",__func__);
   return -EINVAL;
  } 
 //printk("at91_dido_ioctl!!\n");
  //判断空间是否可访问
   if(_IOC_DIR(cmd) & _IOC_READ)
   {
        if(!access_ok(VERIFY_WRITE,(void *)args,_IOC_SIZE(cmd)))
   return -EFAULT;

   } 
 else if(_IOC_DIR(cmd) & _IOC_WRITE)
 {
        if(!access_ok(VERIFY_READ,(void *)args,_IOC_SIZE(cmd)))
   return -EFAULT;
  ret = __get_user(do_index, (__u8 __user *)args);
  if(ret)
   return -EFAULT;
  else if((do_index>MAX_YK_NUMBER) || (do_index<=0))
   return -EINVAL;
    do_index--;
//    printk("do_index:%d\n",do_index);
  
 } 
 
 //互斥锁
    if(mutex_lock_interruptible(&(pdido->dido_mudex)))
 {
     return -ERESTARTSYS;
 } 
 
 switch(cmd) 
 {
  case DIDO_DO_OUTPUT_HIGH:
    // 放入等待队列 
    pdido->do_stat[do_index] = 1;
    set_74hc595_shiftreg( pdido, do_index, 1 );

   break;
   
  case DIDO_DO_OUTPUT_LOW:
    // 放入等待队列
    pdido->do_stat[do_index] = 0;
    set_74hc595_shiftreg( pdido, do_index, 0 );

   break;
   
  case DIDO_GET_STATUSE:
   for(didex = 0; didex < MAX_YX_NUMBER; didex ++)
   {
    pdido->di_stat[didex] = gpio_get_value(pdido->Dido_pin.DI_YX[didex]);
   }
   memcpy(stat_buff,pdido->do_stat,MAX_YK_NUMBER);
   memcpy(stat_buff+MAX_YK_NUMBER,pdido->di_stat,MAX_YX_NUMBER);
   
   if (__copy_to_user((void __user *)args,stat_buff,sizeof(stat_buff)))
   {
    mutex_unlock(&(pdido->dido_mudex));
    return -EFAULT;
   }
   break;
   
  default:
   printk("outage:error cmd %d.\n", cmd);
   mutex_unlock(&(pdido->dido_mudex));
   return -EINVAL;
   
 }
 mutex_unlock(&(pdido->dido_mudex));
 return ret;

}

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